摘  要： 探討了一種基于數(shù)據(jù)驅動的自動測試框架D-Arch的設計與實現(xiàn)。該系統(tǒng)使用開放源碼的自動測試工具Selenium，具有模塊化、可重用、測試與開發(fā)松耦合，可滿足不同測試需求的特點。
關鍵詞： 自動測試框架；測試工具；模塊化

　隨著Internet的飛速發(fā)展，Web應用程序的規(guī)模與復雜性達到了一個前所未有的高度，Web應用的質量也越來越受到人們的重視。但軟件的手動測試非常耗時，勞動強度高，并且很單調(diào)，而且還會引入一些人為的錯誤，因此測試自動化勢在必行。通常自動化測試是指在預設條件下，利用測試自動化工具自動運行軟件，通過實際結果與期望結果的比對，達到評估軟件質量的目的。實現(xiàn)測試的自動化不僅能夠大大減輕測試人員的工作量，還能夠減少測試過程中人為出現(xiàn)的錯誤。在實際應用中，自動化測試技術衍生出了若干研究方向，例如：測試框架、測試腳本技術、測試用例自動生成以及自動化安全測試等。由于使用自動化測試工具進行完全測試存在著各種局限性，自動化測試框架應運而生。但是在工作與實踐中，目前尚沒有一種通用的自動測試框架以適應不同的測試需求。為了適應科研與工作的需求，開發(fā)設計了一種通用的基于數(shù)據(jù)驅動的自動測試框架，命名為D-Arch。
　框架是整個或部分系統(tǒng)的可重用設計，表現(xiàn)為一組抽象構件及構件實例間交互的方法；另一種定義認為，框架是可被應用開發(fā)者定制的應用骨架。前者是從應用方面而后者是從目的方面給出的定義。從框架的定義可以了解，框架可以是被重用的基礎平臺，也可以類似于組織架構。
　所謂自動化測試框架，即是應用于自動化測試所用的框架。按照框架的定義，自動化測試框架要么是提供可重用的基礎自動化測試模塊，如selenium、watir等，它們主要提供最基礎的自動化測試功能，比如打開一個程序，模擬鼠標和鍵盤來點擊或操作被測試對象，最后驗證被測對象的屬性以判斷程序的正確性；要么是可以提供自動化測試執(zhí)行和管理功能的架構模塊，如robot，STAF等，它們本身不提供基礎的自動化測試支持，只是用于組織、管理和執(zhí)行那些獨立的自動化測試用例，測試完成后統(tǒng)計測試結果，通常這類框架一般都會集成一個基礎自動化測試模塊，如robot框架就可以集成selenium框架。
1 自動化測試框架的類型
　目前普遍存在的框架有以下幾種：
　（1）數(shù)據(jù)驅動框架：當測試對象流程和應用邏輯固定不變時，可以采用數(shù)據(jù)驅動框架。此時，測試使用的輸入數(shù)據(jù)來自外部數(shù)據(jù)源（例如數(shù)據(jù)庫、Excel表、XML、cvs文件等）[1]，這些數(shù)據(jù)通過代碼腳本裝載到測試系統(tǒng)中，從而驅動系統(tǒng)運行。最后，測試產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也將保存到外部數(shù)據(jù)中，通過輸入輸出數(shù)據(jù)的比對，完成系統(tǒng)的測試。
?。?）關鍵字驅動框架：又叫表驅動，這種框架需要表和關鍵字[2]。表和關鍵字獨立于被測系統(tǒng)，被測系統(tǒng)的每個功能和每個測試的具體執(zhí)行步驟被放入表中，利用表中的關鍵字驅動被測系統(tǒng)運行。
?。?）混合型的框架：這種測試框架同時具有數(shù)據(jù)驅動型和關鍵字驅動型框架的優(yōu)點。常常是由單一框架在不斷應用發(fā)展中演化而來的。
2 D-Arch框架
　D-Arch是為解決開發(fā)與測試之間緊密耦合問題而產(chǎn)生的測試框架。系統(tǒng)通過建立測試與開發(fā)人員共同定義和遵循的軟件元數(shù)據(jù)的關聯(lián)——元數(shù)據(jù)映射表，在測試與開發(fā)之間建立了松耦合關系。不論是測試人員修改測試腳本或數(shù)據(jù)，還是開發(fā)人員修改軟件，只需要更改元數(shù)據(jù)映射表，測試與開發(fā)人員的現(xiàn)有工作不受影響，可以同步進行。這樣，大大減少了編寫和調(diào)試測試腳本的工作量，更好地實現(xiàn)自動化測試。
　D-Arch框架初始運行時，從某個數(shù)據(jù)源（例如ODBC數(shù)據(jù)庫、Excel文件、csv文件、XML文件等）讀取輸入測試數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)通過變量傳入事先錄制好的或手工編寫的測試腳本中，經(jīng)過被測系統(tǒng)的運行，得到實際輸出數(shù)據(jù)。然后D-Arch框架通過對實際輸出數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源中的期望輸出數(shù)據(jù)比對，從而得到最終的測試結果。在這個過程中，數(shù)據(jù)源的存取、測試狀態(tài)和其他測試信息都被編寫到測試腳本中。測試的輸入輸出數(shù)據(jù)只保存在數(shù)據(jù)源中，測試腳本驅動被測系統(tǒng)運行，在需要輸入數(shù)據(jù)時，自動從數(shù)據(jù)源加載輸入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運行結束時，從數(shù)據(jù)源加載期望輸出數(shù)據(jù)與實際輸出數(shù)據(jù)比對。那么，測試腳本不包含任何測試數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)的更改獨立于測試腳本。測試腳本只是一個“驅動”，或者說是一個傳送數(shù)據(jù)的機制。
　D-Arch采用多層結構，主要包含的層次和模塊如圖1所示。

?。?）管理平臺
　管理平臺是針對測試活動管理、執(zhí)行和報告的中央控制臺，主要用于與測試人員交互。測試人員利用此平臺輸入測試數(shù)據(jù)，控制測試進程，獲取測試結果及報表。管理平臺主要完成以下任務：運行控制的決策系統(tǒng)，負責建立并維護運行隊列，控制運行策略；管理平臺負責維護一個測試任務的隊列，利用決策系統(tǒng)控制隊列中每個測試任務的開始執(zhí)行的時間和狀態(tài)，根據(jù)一系列標志對其進行控制。
?。?）工具

　工具是例如字符串處理、文件處理、數(shù)據(jù)庫訪問、緩沖處理、日志記錄等程序，它們?yōu)镈-Arch框架提供基礎支持。工具包括所有模塊都可能用到的操作方法，其抽象了不同模塊特性，比如操作Excel表的方法、讀寫測試報告、驅動引擎等。
?。?）工作域
　工作域是測試系統(tǒng)框架的執(zhí)行端，根據(jù)管理平臺的決策系統(tǒng)，來執(zhí)行運行隊列中的測試腳本，其中運行控制的執(zhí)行系統(tǒng)負責分配測試腳本，并按照指定策略啟動腳本等也是工作域的功能。
?。?）數(shù)據(jù)驅動腳本
　數(shù)據(jù)驅動腳本就是那些和被測系統(tǒng)相關聯(lián)的腳本，其中記錄了被測系統(tǒng)的運行流程。數(shù)據(jù)驅動腳本一般通過錄制或手工編寫得到，采用自動化工具私有的語言。D-Arch框架運行時，利用數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)對其中的變量賦予合適的數(shù)值，作為測試數(shù)據(jù)的輸入。這些變量作為被測系統(tǒng)輸入的媒介，使腳本能通過外部的數(shù)據(jù)來驅動應用程序。
?。?）報表
　報表功能的基本要求是通過查詢/統(tǒng)計/分析，提供用戶所需的準確的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)引擎本身支持報表功能，所以在報表模塊，只需要定義報表數(shù)據(jù)以及格式，測試完成后，報表將自動生成。
?。?）引擎
　D-Arch系統(tǒng)的引擎主要基于開源測試框架TestNG開發(fā)。TestNG是一個設計用來簡化廣泛的測試需求的測試框架，從單元測試（隔離測試一個類）到集成測試（測試由有多個類、多個包甚至多個外部框架組成的整個系統(tǒng)，例如運用服務器）。相比較于JUnit，TestNG可以用于集成測試，這個特性是D-Arch選擇TestNG最重要的原因。通過TestNG，D-Arch系統(tǒng)可以非常簡單的實現(xiàn)與Selenium WebDriver、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、報表系統(tǒng)的連接。
?。?）Selenium WebDriver
　Selenium是一個用于Web應用程序測試的工具。Selenium測試直接運行在瀏覽器中，就像真正的用戶在操作一樣。支持的瀏覽器包括IE、Mozilla和Firefox等[3]。D-Arch通過SeleniumWebDriver就可以直接調(diào)用瀏覽器，從而模擬出人工測試的效果。
　D-Arch系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)驅動模式的優(yōu)點如下：
　（1）基于測試與開發(fā)之間的松耦合關系，只要業(yè)務邏輯確定，在應用程序開發(fā)的同時就可以同步創(chuàng)建測試腳本，而且當業(yè)務邏輯變動時，只需要修改業(yè)務功能部分的腳本；
?。?）基于模塊化設計，最大限度地避免了重復的腳本，減少創(chuàng)建或維護腳本的成本；
?。?）測試輸入數(shù)據(jù)，實際輸出數(shù)據(jù)和期望的輸出數(shù)據(jù)與腳本分開，存放在另外的數(shù)據(jù)源中，便于測試人員修改和維護；
?。?）由于測試腳本和測試數(shù)據(jù)的分離，便于自動化測試開發(fā)人員創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅動的測試腳本，測試員創(chuàng)建測試數(shù)據(jù)；
?。?）系統(tǒng)在測試的過程中收集實際輸出數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)源中的期望輸出數(shù)據(jù)比對，并形成各種不同形式的報表，大大減少了手工結果分析的難度和工作量。
參考文獻
[1] 曾北濱.自動化測試框架的研究與實現(xiàn)[D].武漢：武漢大學，2004.
[2] 朱菊，王志堅，楊雪.基于數(shù)據(jù)驅動的軟件自動化測試框架[J].計算機技術與發(fā)展，2006，16（5）：68-70.
[3] JAMES M S. System Testing of Desktop and Web Applications Information Systems Education Journal[J]. 2011，9（3）：68-82.